Ученые определили ген, ответственный за выработку ацилцерамида, ключевого липида в формировании кожного барьера, который защищает нас от патогенов, аллергенов и других вредных веществ. Это открытие может оказаться решающим при разработке лекарств для лечения атопического дерматита и ихтиоза.
Дефекты кожного барьера могут вызывать кожные заболевания, такие как атопический дерматит, которым, как говорят, страдают около 10 процентов населения в некоторых развитых странах. Ацилцерамид, липид, обнаруживаемый только в коже, играет ключевую роль в формировании этого барьера. Хотя большинство генов, необходимых для образования этого особого липида, было недавно идентифицировано, ген, ответственный на последнем этапе производства ацилцерамида, отсутствует. Таким образом, поиск последнего фрагмента головоломки был важен для выяснения молекулярного механизма кожного барьера.
Команда под руководством профессора Акио Кихара из Университета Хоккайдо создала клеточную систему, которая производит прекурсор ацилцерамида ω-гидроксикерамид, и использовала ее для оценки активности нескольких генов-кандидатов на производство ацилцерамида. Методология исследования направлена на устранение давнего препятствия в экспериментах с использованием кератиноцитов эпидермиса, которое вызывало неэффективность доставки генов к клеткам. Используя другой тип культивируемых клеток, трансфицированных генами, необходимыми для других этапов синтеза ацилцерамида, команда преодолела проблему и проверила функцию генов-кандидатов.
В результате команде удалось окончательно идентифицировать ключевой ген как PNPLA1. Исследователи также обнаружили доказательства того, что триглицерид липидов действует как донор линолевой кислоты. Кроме того, они обнаружили, что мутантные белки PNPLA1, обнаруженные у пациентов с ихтиозом, серьезным генетическим заболеванием кожи, характеризующимся сухой и чешуйчатой кожей, демонстрируют пониженную ферментативную активность или ее отсутствие.
Поскольку лечебного лечения атопического дерматита не существует, в настоящее время пациентам назначают только симптоматическую терапию. Лечение ихтиоза не разработано. "Чтобы лучше лечить таких пациентов, необходимо восстановить функции кожного барьера," говорит Акио Кихара. "Раскрыв молекулярный механизм синтеза ацилцерамида, наше исследование должно позволить поиск соединений, которые усиливают синтез ацилцерамида и, следовательно, восстанавливают кожный барьер."
Это исследование было проведено в рамках проекта в рамках Программы перспективных исследований и разработок в области медицинских инноваций (AMED-CREST) Японского агентства медицинских исследований и разработок.